1.1（教案）质点参考系和坐标系.docx

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1、1.1 （教案）质点参考系和坐标系1.1 质点 参考系和坐标系【教学目标】1.相识质点的概念, 知道把物体看作质点的条件。2 .知道质点是一个志向模型，体会质点模型在探讨物体运动中 的作用。3 .知道参考系的概念，通过实例的分析了解参考系的意义。在详细问题中选择参考系，利用坐标系描述物体的位置及其变 更。4 .体会探讨物理问题中建立参考系的重要性，体验数学工具在 物理学中的应用。5 .相识运动是宇宙中的普遍现象，运动和静止的相对性，渗透 辩证法思想。【教学重难点】教学重点：理解质点概念，知道如何选取参考系、用坐标确定物体的位置。 教学难点：物体看作质点的条件。【课时支配】一课时【教学设计】课前

2、预学1 .下列关于 质点的说法，正确的是 （） A.质点就是体积很小的物体B.只有做直线运动的物体才能看成质点C.转动的物体不行以看成 质点D.任何物体在确定的条件下都可以看成质点2.下列关于质点 的说法中，正确的是（）A.地球很大，确定不能看做质点B.原子核很小，确定能看做质点C.同一物体在不同的状况探讨问题，建立相应的坐标。百米运动员是在一条直线上运动，所以应建立直线坐标系；800 米赛跑运动员不是在一条直线上运动，而是在一个平面内运动，所以 应建立平面直角坐标系；足球运动员也是在球场平面内运动，也要建 立平面直角坐标系，而足球的运动可以在草坪上进行，也可以在空中 飞行，所以要建立立体空间

3、直角坐标系。老师活动：精讲点拨：假如物体在一维空间运动，即沿一条直线运动，只需建立直线坐 标系，就能精确表达物体的位置；假如物体在二维空间运动，即在同 一平面运动，就须要建立平面直角坐标系来描述物体的位置；当物体 在三维空间运动时，则须要建立三维直角坐标系来描述。老师活动：通过应用实例了解GPS卫星系统定位，组织学生阅读课本科学 闲逛，了解物理学在现代科技中的应用，激发学生对物理学的爱好。幻灯片投影：半岛都市报1月21日讯（记者 刘震 刘鑫 徐新东）今日凌晨 5时许，张先生将自己的一辆大客车停在小区内，早上8时许，张 先生一觉醒来，竟发觉大客车不翼而飞，所幸车上装有GPS卫星定 位系统，张先生

4、连忙报警，H0指挥中心随后依据GPS供应的客车 方位，派遣5辆警车将被盗窃客车堵在了距离盗车地点约10公里 远的路上，并将偷车贼抓获，整个过程还没超过3小时。全球卫星定位系统(GPS)能快速确定某个物体的精确位置(纬度、经度和高度)，在交通运输、军事、大地测量等领域得到广 泛的采纳。学生活动：阅读教材科学闲逛栏目并思索书中提出的问题。从GPS定位器上显示屏中的信息可以知道：第1行的西和第2行的航向267表示的是航向。航速0. 0km说明定位器现在相对地面静止.第3行的航程1. 0 km是指从动身到现在的里程，累计13：32是指从起先启动定位器到现在的时间。第4行的N3955. 451和E116

5、23. 504是指定位器所处位置在北 纬 3955. 451、东经 11623. 504。第5行时间：10：29：57显示的是北京时间10点29分57秒。通过地理学问或查阅地图手册可以知道定位器此刻正处于北京 市城区的西部。三、课堂小结质点1.质点是一种科学抽象，是一种志向化 的模型.2.质点是对实际物体的近似，这也是物理学中常用的一种 重要的探讨方法.3. 一个物体能否看成质点，取决于它的形态和大 小在所探讨问题中是否可以忽视不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关.4. 一个物体能否被看作质点，取决于所探讨问题的性质.即使是同个物体，在探讨的问题不同时，有 的状况下可以看作

6、质点，而有的状况可能不行以看作质点.参考系 1.运动和静止都是相对于参考系的。2 .选择不同的参考系，视察的结果可能不同。3 .选择参考系时，应使物体运动的描述尽可能简洁、便利。4 .比较两个物体的运动状况，必需选择同一参考系才有意 义。坐标系1.描述直线运动的物体的位置变更，可以建立一维直 线坐标系.2.描述平面上运动的物体的位置变更，可以建立二维平 面直角坐标系.3.描述立体空间内运动的物体的位置变更，可以建 立三维立体空间坐标系. 四、有效检测 1.下列关于质点的说法 中，正确的是（） A.体积很小的物体都可看成质点B.质量很小的物体都可看成质点C.不论物体的质量多大，只要物 体的尺寸跟

7、物体间距相比甚小时，就可以看成质点D.只有低速运动 的物体才可看成质点，高速运动的物体不行看作质点2.下列说法中 与人们的日常习惯相吻合的是（）A.测量三楼室内日光灯的高度，选择三楼地板为参考系B.测量井的深度，以井底为参考系，井 深为0米C.以卡车司机为参考系，卡车总是静止的D.以路边的房 屋为参考系推断自己是否运动3.下列有关质点的说法中，正确的是 （）A.探讨哈雷彗星公转时，哈雷彗星不行看作质点B.花样滑冰运动员正在表演冰上舞蹈动作，此时该运动员可看作 质点C.用GPS定位系统确定正在南极冰盖考察的某科考队员位置 时，该队员可看作质点D.因为子弹的质量、体积都很小，所以在探 讨子弹穿过一

8、张薄纸所需的时间时，可以把子弹看作质点4.火车停 靠在站台上，乘客往往会发觉这样的现象，对面的火车缓缓起动了， 等到站台出现，才知道对面的火车没有动，而是自己乘坐的火车开动 了，则前、后两次乘客采纳的参考系是：（）A.站台，对面火车 B.两次都是对面火车C.两次都是站台 D.自己坐的火车，站台5.在一艘匀速向南行驶的 轮船的水平甲板上画一个圆，一位运动员站在圆心处做立定跳远，若 想尽可能的跳出圆外（不计空气阻力），则（）A.向南跳最简洁跳出圆B.向北跳最简洁跳出圆C.向东和向西跳效果一样D.向南和向北跳效果一样6.李白在望天门山中写到：两岸青山相对出，孤帆一片日边来.这两句诗中描写青山与孤帆

9、运动选择的参照系分别是（）A.帆船，河岸B.河岸，帆船C.青山，太阳D.青山，划船的人7.一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表：（1）请建立坐标轴，并标出质点在各时刻的位置。（2）哪个时刻离坐标原点最远?有多远？课后提升1.下列关于 质点的概念的说法中，正确的是（）A.任何细小的物体都可以看做质点B.任何静止的物体都可以看做质点C. 一个物体是 否可以看做质点，要看探讨问题的详细状况而定D. 一个物体在某种 状况下可以看做质点，那么在另外的状况下也可以看做质点2.下列说法正确的是（）A.探讨列车在北京与上海之间的运行时间，可把列车当做质点B.探讨列车通过南京长江大桥所用的 时间，不能把

10、列车看成质点C.探讨自行车的车轮绕车轴的运动，可 以把自行车的轮子当作质点D.探讨绕地球运行的航天飞机的轨道， 可以把航天飞机看成质点3.下列情形中的物体可以看作质点的是（ ） A.跳水裁判视察在跳水竞赛中运动员B. 一枚硬币用力上抛，揣测它落地时是正面朝上还是反面朝上C.探讨奥运会冠军在万米长跑中的平均速度D.双人花样滑冰运动员在竞赛 中4.下列说法中正确的是（）A.参考系就是确定静止不动的物体 B.只有选择好参考系后，物体的运 动才能确定C.同一物体的运动，相对于不同的参考系，视察结果确 定不同D.同一物体的运动，相对于不同的参考系，视察结果可能 不同t/s 0 1 2 3 4 5x/m

11、0 5-4-1 -7 15.关于参考系，下述说法 中正确的是（）A.必需选择地面为参考系 B.参考系必需是和地面连在一起的物体C.任何物体都可以被选做参考系 D. 参考系就是被选做假想不动的物体6.敦煌曲词中有这样的诗句满眼 风波多闪灼，看山恰似走来迎，细致看山山不动，是船行。其中看山恰似走来迎和是船行，所选的参考系分别是（）A.船 和山B .山和船C.地面和山D.河岸和流水7.平直马路上一汽车甲中的乘客望见窗外树木向东 移动，恰好此时望见另一汽车乙从旁边匀速向西行驶，此时马路上两边站立的人视察的结果是（）A.甲车向东运动，乙车向西运动B.乙车向西运动，甲车不动C.甲车向西运动, 乙车向东运动

12、D.两车均向西运动，乙车速度大于甲车8.在平直行 驶的汽车内，一个乘客以自己为参照物向外视察，他看到的下述现象 哪个确定错了（ ） A.前面的汽车静止不动B.后面的汽车越来越近C.同向行驶的自行车向后运动D.路旁的树木静止不 动9.在探讨下列问题时.可以把汽车看作质点的是（）A.探讨汽车通过某一路标所用的时间 B.探讨人在汽车上所处 的位置 C.探讨汽车在斜坡上有无翻车的危急D.计算汽车从上海开往南京的时间10.甲、乙、丙三人各乘一个热气球，甲看 到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，甲看到丙匀速上升，丙看到乙 匀速下降那么，从地面上看，甲、乙、丙的运动状况可能是（）A.甲、乙匀速下降，vv乙甲，

13、丙停在空中 B.甲、乙匀 速下降，VV乙甲，丙匀速上升 C.甲、乙匀速下降.VV 乙甲，丙匀速下降，且vv丙甲D.以上说法均不正确11.东汉尚书纬考灵曜中这样描述地球的运动：地恒动不止而人不知，犹如人在大舟中，闭牖而坐，舟行不觉也。这说明白什么物理道理？ 12.有两列火车停在站台上，某乘 客坐在其中的一列火车上，而且只能通过窗口视察对面的火车，当一 列火车启动时，他通过窗口发觉两列火车的相对位置发生了变更。请问他能通过视察到的现象推断是哪列火车在启动吗？为什么？13.某博物馆遗失宝贵文物一件，文物上有标识。公安机关利用GPS全球卫星定位系统测得，该文物被藏在距市中 心北偏东37度方向50km处

14、的山洞内，试用坐标系描述此山洞的位 置。参考答案课前预学1. D 2. C 3. C 4.C 5.答案：100m, 1.5m 6.以A地所在的位置为坐标原点，向南为x轴的 正方向，以向东为y轴的正方向建立平面直角坐标系如图所示 有效 检测 1. C 2. AD 3.C 4. D 5. CD 6. A 7.略课后提升 1. C 2. ABD 3. C 4. BD 5. CD 6. A 7. D 8. D 9. D 10. AB 11.说 明白运动与参考系的关系，要确定物体的运动必需有参考系。地球在不停地运动，而人却感觉不到，是选择了地面为参考系； 犹如坐在封闭的轮船里，选择船壁为参考系感觉不到轮

15、船在运动一 样。12.不能，因为无法以地面为参考系（只能看到对面的火车）， 所以若以对面火车为参考系，则自己的火车运动；若以自己的火车为 参考系，则对面火车在运动。究竟谁动，无法判定。13o如图所示中，有时可看做质点，有时则不行看做质点D.质点是一种志向化模型，无实际意义3.在电视连续剧西游记中，经常有孙 悟空腾云驾雾的镜头，这通常是采纳背景拍摄法：让孙悟空站在平台上，做着飞行的动作，在他的背后呈现出蓝天 和急速飘动的白云，同时加上烟雾效果；摄影师把人物动作和飘动的 白云及下面的烟雾等一起摄入镜头。放映时，观众就感觉到孙悟空在腾云驾雾。这时，观众所选的参考系是（）A、孙悟空 B、平台 C、飘动

16、的白云D、烟雾4.两条平行的铁轨上匀速行驶着甲、乙两列火车。某时刻两列火车正好交汇，甲车上的一乘客从一侧车窗看到田野 上树木向北运动，从另一侧窗口看到乙车向北运动，但比树木运动的 慢，则（）A.甲、乙两车同时向北运动B.甲车向南运动、乙车向北运动C.甲、乙两车同时向南运动，但乙车比甲车慢 D.甲车向南、乙车没动停止在铁轨上5.某一深井它的深度为100 m, 井口正上方的井架高为15 m,以井口为坐标原点，竖直向上为坐标 轴正方向，则井底和井架的坐标分别为多少？ 6.某人从A地沿笔 直的马路向正南方向运动8m到达B地，在向正东运动10m到达C 地，如何描述C地相对于A地的位置？请通过建立坐标系的

17、方法来 说明。课内互动一、情景导入 老师活动：播放不同的物体运动的视频。视频场景：三峡大坝导流孔泄洪的壮丽场景、南非世界杯中竞赛场面、动 物世界中的雄鹰翱翔、飞机在天空中划过、动车组在疾驰、航天员 翟志刚离开航天舱在太空中活动、体操竞赛、拉丁舞表演等。引入关于运动的话题：雄鹰在空中翱翔，足球在绿茵场上飞滚，连静静的山川也在坐地 日行八万里，无论是巨大的天体，还是微小的原子、分子等，宇宙中 的一切物体都在不停地运动。请大家依据刚才观看的视频，回顾初中学过的学问，说说什么是机械运动？ 学生活动：描述什么是机械运动。老师活动：总结学生发言，精讲机械运动：简称运动。指物体与物体间或是物体的一部分和另部

18、分间相对位置随时间 发生变更的过程，是最基本、最简洁、最普遍的运动形式。机械运动是空间位置随时间变更的体现。二、自主学习物体和质点老师活动：要求学生描述刚才所看视频中的一些物体的运动。如运动员开出角球、雄鹰在展翅翱翔。学生活动：探讨物体的详细运动。足球一边向前运动一边转动；雄鹰的翅膀一边向前运动一边上下 振动。老师活动：说明要精确描述物体的运动并不简洁。因为物体本身都有确定的大小和形态，物体各部分的运动状况一 般并不一样。引入情境，说明在一些状况下不须要考虑物体的大小和形态。在刚才看过的视频中，我们见到了看到了神舟七号在太空中的 英姿。据报道，神舟七号飞船载人舱长9. 19 m,重达12吨，用

19、长58. 3 m的长征2号F火箭放射。升空后，显示在指挥部荧光屏上的仅是一个小小的光点。科学家探讨它在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运 动轨道等问题时，须要考虑它本身的大小和形态吗?要调整飞船的飞 行姿态时，须要考虑它本身的大小和形态吗？学生活动：进行小组探讨。从指挥中心的科学家的角度，探讨位置、速度等问题时，不须要 了解物体各部分运动的区分，不须要本身的大小和形态，可以用荧光 屏上的小光点代替这个浩大的飞船；探讨飞行姿态时，须要考虑飞船 的大小和形态。老师活动：引入质点概念，说明质点是一个志向化的模型，让学生通过一些 详细问题的探讨，体会质点这个志向模型在探讨物体运动中的作用。质点

20、是用来代替物体的有质量的点。在物体的大小和形态对所探讨的问题没有影响或影响可忽视时， 可把物体看作质点。质点是一个志向模型，任何物体都有确定的大小，依据所探讨问 题的性质和须要，抓住问题中的主要因素，忽视次要因素，建立一种 志向化的模型，使困难问题得到简化,这是一种重要的科学探讨方法。探讨题：1.乒乓球小而轻，直径仅4cm,质量约2. 7go运动员探讨各种旋转球的打法时，能否将它看作质点？探讨乒乓 球自由下落快慢时，能否将它看作质点？（运动员要关注球的受力部 位和受力方向对旋转的影响，必需考虑到球的大小和形态，不能把它 简化为一个点；自由下落的乒乓球可看作质点）。2 .地球是一个硕大无朋，直径

21、约为1.2810 4km,与太阳 相距 1. 510 8 km。在探讨地球绕太阳的公转时，能不能把它看成质点？探讨地面上 各处季节变更时，能不能把它看成质点？（若探讨地球绕太阳公转时, 由于地球本身的大小比地球到太阳的距离小得多，则可以把地球看作 质点；但若探讨地面上各处季节变更时，则不能把其看作质点）。3 .在奥运会上，百米竞赛运动员冲过终点，确定竞赛成果时，能把他看成质点吗？初略估算其运动速度时能把他看成质点吗？马 拉松运动员到达终点，在计时时能把他看成质点吗？ 学生活动：分组探讨沟通：不同状况下物体否被看作质点，从中体会质点模型的建立过程。老师活动：组织探讨物理中的质点跟几何中的点有什么

22、相同和不同之处，加 深对质点的理解。学生活动：分组探讨并沟通。相同之处为：都是没有形态和大小的点，不同之处为：质点是实际物体的抽象，它具有确定的物理内涵，具有物体的全 部质量；几何学中的点没有质量，仅表示一个位置，而且应当是确定 得小。参考系老师活动：利用空中加油的图片或视频引入参考系的概念，引导学生分析：从地面和从受油机上看，加油机的运动状况是怎样的。说明要探讨物体的运动，必需先取参考系，相对不同的参考系， 同一物体运动的性质可能不同。学生活动：复习初中学过的参照物的概念，探讨有关空中加油机的参考系问 题。老师活动:讲解并描述参考系的概念。平常我们说树木、房屋是静止的，行驶的汽车是运动的，这

23、是 以地面作标准来说的。坐在行驶的火车里的乘客，认为自己是静止的，而在车厢里走动 的乘务员在运动，他还认为路旁的树木在向后倒退，这些都是以车厢 作标准来说的。在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体参考系。任何运动都是相对于某个参照物而言的，这个选来作标准的参照 物称为参考系。老师活动：通过一些详细案例让学生分析参考系的选取。展示案例：1 .第一次世界大战期间的一次空战中，一个法国飞行员正在 2000米高的空中飞行，突然，他发觉脸旁似乎有一个小东西在飘舞， 他以为是一只小昆虫，于是就伸手轻松地把它抓了过来，细致一看， 把他吓出一身冷汗来.他抓住的不是别的，是德国飞机射向他的一颗 子弹。

24、子弹飞得那么快（一般为几百米每秒），为什么没有把他的手打穿? 体会一下，同一物体相对于不同的参考系运动状态相同吗？（留意体 会参考系的选取与运动的相对性）o2 .某部队进行远距离兵力投送演习，从水平匀速航行的飞机 上，战士们纷纷跳伞，飞机上的人看到跳下去的战士在打开着陆伞之 前是沿什么路途下落的？地面上的人看到他们又是沿什么路途下落 的？ 3. 2023年上半年，我国将放射天宫一号，2023年下半年放 射的神舟八号飞船，将实施我国首次空间飞行器无人交会对接飞行试 验，与天宫一号进行空间交会对接。对接后，从地面和从天宫一号上看神舟八号各做什么运动？4.电影歌词：小小竹排江中游，巍巍青山两岸走这其

25、中分别描述了两种运动情 景，那么它们分别是以什么为参考系的？学生活动：学生思索并沟通探讨上述问题，体会选择不同的参考系，视察的 结果可能不同。老师活动：通过案例分析，让学生知道选取参考系应本着便利简洁的原则。案例继美国宇航局的两台火星探险漫游者志气号和机遇号之 后，欧洲的火星快车飞船已顺当地将猎兔犬2号火星登陆车投放至 火星表面。从地球表面对火星放射火星探测器的过程中，若要探讨探测器在 放射和着陆的运动状况，各应选择什么为参考系？坐标系 老师活 动：通过奥运会开幕式上的画卷活字印刷表演引入坐标系概念。2023年8月8日北京奥运会开幕式表演中高潮迭起，模拟活 字印刷术的字模上下起舞。在深厚悠远的

26、吟诵声中，一个醒目的和字渐渐凸显出来，叹为观 止的视觉冲击力让多数观众感到剧烈的震撼。这些灵动的字模尽然全部是由897名表演者的肢体动作变更而 呈现的。导演在设计节目时怎样确定字模的位置？必须要建立坐标系。要精确地描述物体的位置及位置变更须要建立坐标系。老师活动：指导学生阅读课本，自主学习怎样用坐标轴表示物体的位置和位 置的变更。学生活动：阅读课本自主学习，弄清坐标轴的几个要素：选择坐标轴原点、正方向和单位长度。老师活动：精讲点拨：对质点的直线运动，一般选质点的运动轨迹为坐标轴，质点运动 的方向为坐标轴的正方向。老师活动：创设问题情境，引导学生分析要描述困难运动须要建立相应的坐 标。田径场上，描述百米运动员在运动中的位置，需建立什么样的 坐标系？描述800米赛跑运动员在运动中的位置需建立什么样的坐 标系?足球场上，描述足球运动员的位置需建立什么样的坐标系?要描 述足球的位置呢？ 学生活动：